Question

Напишите ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза соли (NH4)2CO3. Выведите и рассчитайте Kгидр по 1- и 2-й ступени,

Answer 1

(NH4)2CO3 → 2NH4+ + CO32-
Соль слабого основания и слабой кислоты гидролизуется по аниону и по катиону.
По 1 ст.:
CO32- + НОН ⇆ НCO3- + ОН-
NH4+ + НОН ⇆ NH3•Н2О + Н+
ОН- + Н+ → Н2О
Суммарно: CO32- + NH4+ + Н2О ⇆ НCO3- + NH3•Н2О
Kгидр1 = [НCO3-][NH3•Н2О]/[CO32-][NH4+] = Kw / (Ka2 ∙ Kb) =
= 10^-14 / (4,79∙10^-11∙1,76∙10^-5) = 11,86

При гидролизе соли количества образующихся НCO3- и NH3•Н2О практически равны, то есть [НCO3-] = [NH3•Н2О] , тогда негидролизованных ионов остается также одинаковое количество [CO32-] = [NH4+]
C учетом этого:
[НCO3-] / [CO32-] = [Н+] / Ka2, тогда:
Kгидр1 = [НCO3-][NH3•Н2О]/[CO32-][NH4+] = [НCO3-]²/[CO32-]² = [Н+]²/Ka2² = Kw / (Ka2 ∙ Kb)
Следовательно:
[Н+] = √(Kw ∙ Ka2 / Kb) = √(10^-14 ∙ 4,79∙10^-11 / (1,76∙10^-5)) = 1,650 ∙10^-10 моль/л
рН= – lg[Н+] = – lg(1,650 ∙10^-10) = 9,783

q1=Cсоли / Kгидр1 = 3 / 11,86 = 0,25 <100 ,тогда степень гидролиза α (или h):
α1= √Kгидр1 / (1+√Kгидр1) = √11,86 / (1 + √11,86) = 0,7750 (77,50%)

Гидролиз по 2 ст.:
НCO3- + НОН ⇆ Н2CO3 + ОН-
NH4+ + НОН ⇆ NH3•Н2О + Н+
ОН- + Н+ → Н2О
Суммарно: НCO3- + NH4+ + Н2О ⇆ Н2CO3 + NH3•Н2О
Kгидр2 = [Н2CO3 ][NH3•Н2О]/[НCO3-][NH4+] = Kw / (Ka1 ∙ Kb) =
= 10^-14 / (4,47∙10^-7∙1,76∙10^-5) = 1,271∙10^-3